某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。弧形轨道末端水平,离地面的高度为H。将钢球从轨道的不同高度处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为,实验数据

◎ 题目

某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。弧形轨道末端水平,离地面的高度为H。将钢球从轨道的不同高度处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为,实验数据见表格。
h(10-1m)
 2.00
 3.00
 4.00
 5.00
 6.00
2(10-1m2)
 2.62
 3.89
 5.20
 6.53
 7.78

小题1:若钢球的机械能守恒,则的关系应满足=                    (用日、^表示)。
小题2:对比实验结果与理论计算得到的-关系图线(图乙),自同一高度静止释放的钢 球,水平抛出的速率                (理论值)(横线上填“小于”或“大于”)。
小题3:从实验结果与理论计算得到的x。一^关系图线存在明显的误差,造成上述误差的可能原因是                                               

◎ 答案


小题1:
小题2:
小题3:

◎ 解析

:(1)对于小球从静止释放到水平抛出这段曲线运动,
运用动能定理研究得:, 
对于平抛运动,运用平抛运动的规律得出:
在竖直方向:H= --------①
在水平方向:x=vt-------------②
由①②得:x2=4Hh
(2)对比实验结果与理论计算得到的s2--h关系图线中发现:自同一高度静止释放的钢球,也就是h为某一具体数值时,理论的s2数值大于实验的s2数值,根据平抛运动规律知道同一高度运动时间一定,所以实验中水平抛出的速率小于理论值.
(3)从s2--h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,认为造成上述偏差的可能原因是小球与轨道间存在摩擦力.由于摩擦力做功损失了部分机械能,所以造成实验中水平抛出的速率小于理论值.
点评:这个实验对于我们可能是一个新的实验,但该实验的原理都是我们学过的物理规律.
做任何实验问题还是要从最基本的物理规律入手去解决.

◎ 知识点

    专家分析,试题“某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。弧形轨道末端水平,离地面的高度为H。将钢球从轨道的不同高度处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为,实验数据…”主要考查了你对  【实验:探究小车速度随时间变化的规律】,【实验:探究弹力与弹簧伸长的关系】,【实验:探究加速度与力、质量的关系】,【实验:探究功与速度变化的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
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